Sütünüzü içtiniz mi?
İÇME SÜTÜ TEKNOLOJİSİ-2 Prof. Dr. Asuman Gürsel
Sütün Yağ Oranı Yönünden Standardizasyonu Süt ürünlerinde yasal olarak bulunması gereken yağ miktarını sağlamak için, çiğ sütün yağ oranı belirli bir değere standardize edilir.
Sütün yağ oranı iki yolla standardize edilebilir: A) Tankta standardizasyon B) İşleme hattında standardizasyon
A) Tankta standardizasyon Küçük işletmelerde veya sütün az olduğu durumlarda yapılan bir standardizasyon işlemidir. Tam yağlı sütün ya da kremanın yağsız sütle karıştırılması esasına dayanır. Standardizasyon işlemi (1) pastörizasyondan önce veya (2) pastörizasyondan sonra gerçekleştirilir.
1) Pastörizasyondan önce standardizasyon (1.1.) Çiğ sütün yağ oranı fazla ise; Krema güğüme Çiğ süt Separatör Yağsız süt Yağlı çiğ süt Pastörizasyon Standardize süt
(1.2.) Çiğ sütün yağ oranı az ise; Çiğ süt Krema ilavesi Pastörizasyon Standardize süt Katılacak kremanın yağ oranı iyi bir karıştırma yapabilmek için %30 u geçmemelidir.
2) Pastörizasyondan sonra standardizasyon (2.1.) Çiğ sütün yağ oranı düşük ise Çiğ süt ve daha önce elde edilen krema ayrı ayrı pastörize edilip karıştırılır, böylece istenen yağ oranına ayarlama yapılır.
(2.2.) Çiğ sütün yağ oranı yüksek ise; (pastörize) yağlı süt içerisine (pastörize) yağsız süt ilave edilir.
B) İşleme hattında standardizasyon Bu yolla, kesintisiz bir standardizasyon yapılması sağlanır. Standardizasyon, krema separatörü üzerine monte edilmiş olan cihazlar yardımıyla yürütülür.
Yağsız süt Standardize süt Tam yağlı Separatör Eklenen krema süt (Ön ısıtma yapılmış) Krema Krema fazlası
İşleme hattında standardizasyon (a) manuel (elle) (b) özel kontrol düzenekleri yardımıyla otomatik kontrollü olarak yapılır.
Otomatik kontrollü direkt standardizasyon Otomatik kontrollü direkt standardizasyon, daha hassas bir yöntemdir. büyük işletmeler için uygundur.
Süt yağının otomatik kontrollü direkt standardizasyonunda iki önemli nokta vardır: Ayrılan kremanın belirli bir yağ oranına sahip olacak şekilde çıkış yapması Yağsız sütle karışacak krema miktarının kontrol altında tutulması
Ayrılan kremanın separatörden sabit bir yağ oranında çıkış yapması için Yağ oranı akış ölçer yardımıyla yoğunluk ölçer yardımıyla kombine (akış + yoğunluk ölçer) yöntemle kontrol edilebilir.
Akış ölçer yardımıyla yağ oranının kontrolü
Yoğunluk ölçer yardımıyla yağ oranının kontrolü Yağ oranı ile yoğunluk arasında zıt yönlü bir ilişki vardır. Yoğunluğun artması kremanın yağ oranının azaldığını ifade eder. Bu ilişkiden yararlanılarak, separatör çıkışında kremanın yağ oranı kontrol altında tutulabilir.
Kombine yöntem
Ayrılan kremanın yeniden yağsız sütle karıştırılması
Homojenizasyon Mekanik bir işlemdir. Sütün emülsiyon halinin bozulmadan uzun süre kalması amacıyla uygulanır. Bu uygulama ile sütte emülsiyon halinde bulunan yağ tanecikleri daha küçük parçalara bölünür. Böylece, globüllerin sütün üst yüzeyine çıkmaları ve burada kümeleşerek kaymak tabakası oluşturmaları önlenmiş olmaktadır.
Homojenizasyon işlemi homojenizatör adı verilen cihazlar yardımıyla gerçekleştirilir. Yağ globüllerinin 1 µ dan daha küçük çapta parçalara bölünmesi homojenizatörün homojenizasyon kafası veya homojenizasyon başlığı olarak bilinen kısmından geçerken gerçekleşir.
Homojenizasyon başlığı içerisinde sütün çok ince bir iplikçik halinde geçebileceği bir yarık mevcuttur. Homojenizasyon sırasında süt bu yarığa düşük hızda giriş yapar, fakat yarığa girdiği anda hızı artar. Bu durum yüksek bir kesme kuvveti oluşmasına, yağ globüllerinde kavitasyona ve mikro türbülens bir akış meydana gelmesine yol açar. Yağ globülleri artan basıncın etkisiyle deformasyona uğrar, uzar ve sonunda dalgalar halinde parçalanarak 1 μm den küçük parçalara ayrılırlar.
Tek kademeli homojenizatör kafası
Homojenizasyon yöntemleri (A) Tam (B) Kısmi homojenizasyon olmak üzere iki şekilde yapılabilir.
Tam homojenizasyonda Sütün tamamı homojenizatörden geçirilir. Bu yöntemle iyi bir homojenizasyon etkinliği sağlanır. Fakat, zaman ve enerji gereksinimi fazladır.
Kısmi homojenizasyonda (A) Sütün kreması ayrılır, ayrılan krema yeniden yağsız sütle karıştırılarak, %12-20 yağ içeren bir karışım elde edilir, bu karışım homojenize edilir veya (B) Krema sütten %12-20 yağ içerecek şekilde ayrılır. Önce, homojenize edilir (50-70ºC/150-200 kg/cm2 basınç altında) Daha sonra yağsız sütle karıştırılıp ürün çeşidine göre, istenen yağ oranına ayarlanır.
Homojenizasyonu etkileyen faktörler Homojenizasyon sıcaklığı En uygun sıcaklık 60-75ºC arasındadır. Homojenizasyon basıncı Pastörize sütte 65ºC de 100-200 kg/cm2 UHT sterilize sütte 65ºC de 150-250 kg/cm2 Homojenizatör kafasının tasarımı
Homojenizasyonun sütün nitelikleri üzerindeki olumlu etkileri Süt yağının tüm kitlede eşit biçimde dağılımı sağlanır, yağın üst yüzeyde toplanıp kaymak tabakası oluşturması engellenir.
Sütün ışığı yansıtma yeteneği artar, bu nedenle, rengi daha beyaz bir hal alır.
Süt yağı daha kolay sindirilir.
Yağ globülleri daha küçük parçalara bölünerek yüzey alanları büyüdüğü için sütün tadı daha lezzetli olarak algılanır.
Sütün viskozitesinde bir miktar artış meydana gelir, bu da sütün kalitesini olumlu yönde etkiler.
Homojenizasyonun sütün nitelikleri üzerindeki olumsuz etkileri Homojenizasyon sırasında; yağ globülünü çevreleyen zar parçalandığı ve yeni oluşan zarın koruyucu özelliği fazla olmadığı için süt yağı lipaz enziminden kolayca etkilenebilir.
Süt güneş ışığından daha fazla etkilenir, sonuçta ransid sabunumsu okside tat kusurları meydana gelebilir.
Süt proteinlerinin ısıya karşı stabiliteleri azalır, süt ısıl işlem uygulaması sırasında kısa sürede kesilebilir. Bu durum, özellikle, direkt UHT sterilizasyon uygulamasında sorun yaratabilir, bunu önlemek için (direkt UHT sterilize süt üretiminde) homojenizasyon sterilizasyondan sonra yapılır. Aksi takdirde, sütün uzun süre depolanması sırasında kutu diplerinde tortu oluşabilir, bu da kumlu yapı kusuruna yol açabilir.
Viskozitenin artması bazen olumsuzluk olarak değerlendirilebilir.
Sütün Pastörizasyonu İlk amaç Sütteki patojenlerin yok edilmesi İkinci amaç sütün niteliklerini bozan mikroor.ların büyük oranda yok edilmesi
Patojenler içerisinde sıcaklığa en dayanıklı olan mikroorg. verem hastalığı etmeni Mycobacterium tuberculosis Bu bakterinin ısı stabilitesi 65ºC de 2 dakika 70ºC de 20 saniye
Dolayısıyla, süt bu normların biraz üzerindeki sıcaklık ve süre koşullarında bekletilecek olursa patojenler açısından güvenilir hale getirilir.
Diğer taraftan, Mycobacterium tuberculosis in yok olduğu sıcaklık derecesinin biraz üzerindeki bir sıcaklıkta sütteki doğal enzimlerden alkali fosfataz da inaktif hale geçmektedir. Dolayısıyla pastörizasyon işleminin etkili bir şekilde yapılıp yapılmadığı bu enzimin aktivitesini kontrol etmek suretiyle belirlenir.
Pastörizasyon LTLT pastörizasyon HTST pastörizasyon Tankta ısı değiştirici sistemlerde (Plaka veya boru şeklindeki )
Pastörizasyon amacıyla kullanılan bir tankın kesiti
Plakalı pastörizatörün görünümü
HTST pastörizasyonda kullanılan ısı değiştirici plaka modelleri
Sütü pastörizasyon sıcaklığına ısıtmak için çoğunlukla sıcak su; soğutmak için buzlu su salamura veya alkol kullanılır.
Rejeneratif ısıtma (Isının geri kazanımı) Isının geri kazanımı için: pastörizatöre giren çiğ süt önce, sistemi terkeden pastörize sütle belirli bir dereceye kadar, daha sonra sıcak su yardımıyla pastörizasyon derecesine kadar ısıtılır. Isısını çiğ süte ileten pastörize süt de bir miktar soğumuş olur.
Plakalı ısı değiştirici pastörizatörün kullanıldığı bir süt işletmesi
1 Balans tankı 2 Besleme pompası 3 Akış kontrol düzeneği 4 Plakalı ısı değiştirici 5 Santrifüj separatör 6 Sabit basınç valfi 7 Akış iletkeni 8 Yoğunluk iletkeni 9 Ayar valfi 10 Kapama valfi 11 Kontrol valfi 12 Homojenizatör 13 Sıkıştırma pompası 14 Bekletme borusu 15 Akış çevirme valfi 16 Kontrol paneli Kısmi homojenize pastörize süt üretimi akış şeması
Pastörize sütün dayanımı Ortalama koşullarda ve soğukta saklandığında 10-20 gün Bazı ülkelerde, buzdolabı sıcaklığında 3-9 gün Bazı ülkelerde ise 2-3 gün Predominant mikroorganizma çeşidi ne olursa olsun, pastörize sütteki canlı mikroorganizma sayısı 10 6 10 7 kob/ml düzeyine ulaştığında raf ömrü sona ermektedir.
Pastörize sütün raf ömrünü kısaltan faktörler Üretimde mikrobiyolojik kalitesi kötü, özellikle termodurik bakteri sayısı 10 000 kob/ml den fazla olan çiğ süt kullanılması. Sütün 78 C nin üzerindeki sıcaklıklarda 20 saniyeden daha uzun süre pastörize edilmesi. Pastörizasyondan sonra süte psikrotrof bakterilerin bulaşması. Pastörize sütün tüketilinceye kadar 5 C den yüksek sıcaklık derecelerinde saklanması. Pastörize sütün şeffaf cam, şeffaf plastik, beyaz pigmentli plastik gibi ambalaj materyallerinden yapılmış paketlere doldurulması ve bu nedenle gün ışığının etkisine maruz kalması.
Pastörize sütün besleyici değeri Isıl işlem uygulaması ile süt proteinleri midedeki asit ortamda daha ince zerreli pıhtı oluşturabilmekte ve sindirim enzimleri tarafından kolayca parçalanabilir hale gelmektedir. Bu nedenle, pastörize sütteki proteinlerden vücudun yararlanma oranını yüksektir.
Kalsiyum, fosfor gibi mineral maddelerin yarayışlılığı açısından pastörize sütle çiğ süt arasında farklılık bulunmamaktadır.
Süt yağının besleyici niteliği üzerinde pastörizasyon işleminin olumsuz herhangi bir etkisi yoktur.
Pastörizasyon uygulaması Yağda çözünen A, D,E vitaminleri Suda çözünen vitaminlerden riboflavin (B2), pantotenik asit (B3), nikotinik asit biyotin üzerinde önemli bir kayıp yaratmamaktadır.
Sütün laktoz içeriğinde pastörizasyon işlemi sonucunda beslenme bakımından olumsuz herhangi bir değişim meydana gelmemektedir.
Pastörize sütün görünüş ve rengi Çiğ süte göre daha beyazdır. Bunun nedeni, ısıl işlem uygulamasına bağlı olarak sütün ışığı yansıtma özelliğinin artmasıdır. Diğer taraftan, homojenizasyon işlemi de sütün renginde beyazlaşma sağlamaktadır.
Pastörize sütün tekstürel özellikleri Pastörize süt, normal olarak, pürüzsüz ve homojen tekstüre sahip, serbest akış özelliği gösteren bir sıvıdır. Pastörize sütün tekstürel özelliklerinde kusurlara yol açan faktörler: Çiğ sütün termodurik psikrotrof bakteri sayısının yüksek olması. Çiğ sütün protein stabilitesinin bozulmuş olması. Pastörize süte sünme yapan bakterilerin bulaşması. Pastörize sütün soğukta muhafaza edilmemesi.
Pastörize sütün tadı İyi kalitede çiğ süt kullanılarak 72 C de 15 saniye süreyle ısıtılarak üretilen pastörize süt taze çiğ sütünkinden farksız bir tada sahiptir.
Pastörize sütün tadında kusurlara yol açan faktörler Uygun olmayan çevre koşullarında bekletilmiş çiğ süt kullanılması. Süt hayvanına kokulu yemler yedirilmesi. Psikrotrof bakteri sayısı yüksek çiğ süt kullanılması. Mekanik zarara uğramış çiğ sütün pastörize edilmesi. Çiğ sütün homojenize sütle karıştırılması. Sütün 78ºC den daha yüksek sıcaklık derecelerinde pastörizasyonu. Süte pastörizasyondan sonra mikroorganizmaların bulaşması. Pastörize sütün gün ışığına ya da satış raflarında yapay ışığın etkisine maruz kalması. Pastörize sütün soğukta muhafaza edilmemesi. Pastörize sütün paketlenmesinde uygun olmayan plastikten yapılmış ambalaj materyali kullanılması.
UHT Sterilize Süt Üretimi UHT sterilizasyon 135-150 C arasında 2-20 saniye süreyle uygulanan bir ısıl işlemdir. Bu uygulama ile sütün besleyici değerinde, duyusal, fiziksel ve kimyasal niteliklerinde meydana gelen değişimler ihmal edilebilir düzeydedir.
Sütü sterilizasyon sıcaklığına ısıtmak için çoğunlukla buhardan veya sıcak sudan yararlanılır.
Isı değişiminde uygulanan yola göre UHT sterilizasyon sistemleri İndirekt UHT sterilizasyon sistemi Süt plakalı veya borulu ısı değiştiriciler kullanılarak indirekt yolla ısıtılır. Direkt UHT sterilizasyon sistemi Süt buharla direkt olarak karışıp sterilizasyon sıcaklığına ısıtılır. Bu sistemlerde de indirekt ısıtma sistemlerinde olduğu gibi, ısı iletiminin bir kısmı rejeneratif yolla olur, yani, sterilizasyon sıcaklığındaki sütün ısısı, sterilize edilecek olan süte iletilir, böylece sterilizasyondan çıkan süt soğurken, sisteme yeni giren süt de ısınır. Sadece sterilizasyon sıcaklığına son ısıtma buhar yardımıyla gerçekleşir.
Direkt UHT sterilize sistemlerinde Sütün buharla karışarak sterilizasyon sıcaklığına ısıtılmasında iki farklı yöntem uygulanır: Buhar enjeksiyon yöntemi (süte buhar püskürtme). Sütünkinden daha yüksek basınca sahip buhar, uygun bir memeden süte enjekte edilerek sterilizasyon sıcaklığına ısıtma sağlanır. Buhar infüzyon yöntemi (buhara süt püskürtme). Süt, sterilizasyon sıcaklığındaki buharla basınçlı hale getirilen sterilizasyon odasına püskürtülerek ısıtılır.
Plakalı ısı değiştirici ile indirekt UHT sterilizasyon 1 Balans tankı 2 Santrifüj pompa 3 Rejeneratör 4 Homojenizatör 5 Son ısıtıcı bölme 6 Soğutma bölmesi 7 Restriktör 8 By-pass valfi 9 Soğutucu 10 Geri basınç valfi T2 Sterilizasyon sıcaklığı T3 Çıkış sıcaklığı C Sıcaklık göstergesi
Sütün direkt ısıtma sistemleri ile UHT sterilizasyonu Direkt ısıtma sistemlerinde, süt önce, indirekt ısıtma yoluyla 80-85 C'ye ısıtılır. Daha sonra sütü sterilizasyon sıcaklığına (140-150 C) ısıtmak için, sütle buhar karıştırılır.
Bu son ısıtma, sütün su içeriğini önemli oranda artırır. Süte buhar halinde karışan suyu uzaklaştırmak ve sütü tam olarak başlangıçtaki bileşimine getirmek için vakumlu ekspansiyon soğutma düzeneklerinden yararlanılır.
Buhar enjeksiyon yöntemi 1 Balans tankı 2 Ön ısıtıcı 3 Isı değiştirici 4 Enjektör 5 Ekspansiyon soğutma düzeni 6 Yüzey kondenser 7 Aseptik homojenizatör C1 sıcaklık kontrol göstergesi C2 Diferansiyel sıcaklık göstergesi L Seviye kontrol dedektörü
Buhar infüzyon yöntemi 1 Pompa 2 İnfüzer 3 Pozitif deplasmanlı pompa 4 Restriktör 5 Ekspansiyon soğutma düzeni 6 Kondenser 7 Aseptik pompa 8 Aseptik homojenizatör C1 Sıcaklık göstergesi L1, L2 Seviye kontrol dedektörleri
UHT sterilize sütün nitelikleri ve depolamadaki değişimleri UHT sterilize sütün nitelikleri ve besin değeri kısmen sterilizasyon işleminde meydana gelen reaksiyonlara kısmen de ürünün depolama sıcaklık ve süresine bağlı olarak değişim gösterir.
UHT sterilize süt; düşük sıcaklık derecelerinde saklanırsa depolamadaki değişimler yavaş bir hızda meydana geleceği için pratik açıdan fazla önem taşımazlar. Fakat, dağıtım ve depolama sıcaklığı yüksek depolama süresi de uzun ise, tüketilmeden önce sütte önemli değişimler görülebilir.
UHT sterilize sütün besleyici değeri UHT sterilize sütlerde proteinin besleyici değerinde meydana gelen kayıplar ihmal edilebilir düzeydedir.
UHT sterilizasyon işlemi süt yağında beslenme açısından olumsuz herhangi bir değişiklik yaratmaz.
UHT sterilizasyonda, sütün çözünür kalsiyum miktarında %50 ye ulaşabilen oranda azalma meydana gelmektedir. Ancak, bu değişiklik kalsiyumun yarayışlılığını olumsuz yönde etkilemez.
UHT sterilizasyon B1, B6, B9, B12 vitaminlerinde %10 oranında C vitamininde %25 oranında bir kayıp yaratır. Fakat bu kayıplar, klasik sterilizasyonda meydana gelen kayıplara kıyasla çok düşük düzeydedir.
UHT sterilize sütün depolanması sırasında vitaminlerde kayba yol açabilen faktörler UHT sterilize sütün çözünür oksijen içeriğinin yüksek olması. Alüminyum folyo katmanı olmayan, ek yerleri iyi yapıştırılmadığı için hava geçiren ambalaj materyallerinin kullanılması. Kutuların fazla tepe boşluğu bırakılarak doldurulması.
UHT sterilize sütün rengi UHT sterilize sütün rengi çiğ süte göre daha beyazdır. Bunun nedenleri (a) serum proteinlerinin denatürasyona uğraması ve denatüre serum proteinlerinin kazein ile birleşmesi sonucu misel boyutlarının büyümesi (b) sütün ışığı yansıtma özelliğinin artması Sütün rengi üzerinde homojenizasyon işlemi de etkilidir.
UHT sterilize süt, uzun süre depolanırsa renginde hafif bir esmerleşme meydana gelir. Özellikle, yüksek sıcaklık derecelerinde uzun süre depolama sonucu esmerleşme düzeyi önemli derecede artar. Genel olarak, İndirekt sistemle sterilize edilen UHT sütler direkt sistemle sterilize edilenlere göre daha esmer renktedir.
UHT sütün tekstürel özellikleri UHT sterilize sütlerde görülebilen tekstürel kusurlar yağ ayrılması sediment (tortu) oluşumu jelleşme
Yağın ayrılmasını önlemek, diğer bir ifadeyle depolama sırasında stabil halde kalmasını sağlamak için süt homojenize edilir.
Direkt UHT sterilizasyonda, eğer süt, önce homojenize edilir, sonra sterilizasyona tabi tutulursa, homojenizasyon sonucu oluşan küçük çaplı yağ globülleri yeniden kümeleşebilir ve depolama sırasında katı tanecikler haline dönüşebilirler.
Bunu önlemek için, direkt UHT sterilizasyonda süt önce sterilize sonra homojenize edilir.
UHT sütlerin çoğunda hafif bir sediment (tortu) oluşumu gözlenir. Sediment miktarı üzerinde etkili faktörler şunlardır: Çiğ süt kalitesi Homojenizasyon basıncı Isıl işlem şiddeti ve yöntemi Depolama süresi
Sediment miktarının artmasına yol açan faktörler Çiğ sütün ph değerinin 6.6 dan düşük, iyon halindeki kalsiyum miktarının yüksek olması Sütün düşük basınçta homojenize edilmesi Sütün direkt sistemle sterilize edilmesi Sterilize sütün uzun süre depolanması
UHT sütlerde jelleşmenin nedeni Psikrotrof bakteri sayısı 10 6 kob/ml den daha yüksek olan çiğ süt kullanımıdır. Çünkü böyle sütlerde UHT sterilizasyondan sonra yüksek düzeyde proteaz ve lipaz enzimleri kalır. Bu enzimler de oda sıcaklığında depolanan UHT sütlerde proteinleri parçalar, sütün jelleşmesine neden olurlar.
Jelleşmeyi önlemek için; Çiğ süt 5 C'de 2-3 günden fazla depolanmamalıdır. Süt sterilizasyon sıcaklığında daha uzun süre bekletilmelidir. UHT sterilize süt düşük sıcaklık derecelerinde depolanmalıdır.
UHT sütün tadı Sütte UHT sterilizasyondan hemen sonra kuvvetli sülfür kokusu ve belirgin pişmiş tat hissedilir.
Lahana-benzeri bu pişmiş tat ve kokunun nedeni: - serum proteinlerinin denatürasyona uğraması sonucu, yapılarında bulunan sülfidril gruplarının serbest hale geçmesidir. Serbest hale gelen sülfidril grupları iki yolla pişmiş tat oluşumuna yol açabilirler: (a) doğrudan pişmiş tat oluştururlar (b) başta hidrojen sülfür olmak üzere değişik kükürtlü bileşiklerin oluşumu ile sonuçlanan reaksiyonlara girerler.
Pişmiş tat ve koku, UHT sterilize sütün üretiminden sonraki birkaç gün içerisinde kaybolur, yerini karakteristik UHT tadına bırakır. Nedeni: serbest sülfidril gruplarının sayısındaki azalmadır.
Serbest sülfidril gruplarının sayısındaki azalma üzerinde etkili faktörler UHT sterilize sütteki çözünür oksijen düzeyi Çözünür oksijen düzeyi yüksekse; paketlemeden hemen sonra sülfidril grupları hızlı bir şekilde azalır, pişmiş tat ve koku hızla kaybolur. Depolama sıcaklığı Depolama sıcaklığı yüksekse; çözünür oksijen düzeyine de bağlı olarak serbest sülfidril gruplarının sayısında hızlı bir azalma meydana gelir. Depolama sıcaklığı düşükse örneğin 5ºC de serbest sülfidril gruplarının sayısındaki azalma yavaşlar.